Perancangan Sistem Pengendalian Kecepatan

Perancangan Sistem Pengendalian Kecepatan Motor Pompa Air
Tekanan Konstan
Hari Widagdo Putra¹, Ir. Wijono, M.T., Ph.D ², Dr. Rini Nur Hasanah, S.T., M.Sc.³
¹Mahasiswa Jurusan Teknik Elektro, ²·³Dosen Jurusan Teknik Elektro, Universitas Brawijaya
Jalan MT Haryono 167, Malang 65145, Indonesia
E-mail: [email protected]
Abstrak—
Penelitian
ini
membahas
tentang
pengendalian motor penggerak pompa air yang
dimaksudkan untuk menghasilkan tekanan keluaran
pompa yang konstan. Tekanan konstan diperlukan oleh
suatu sistem pompa air untuk mengatasi perbedaan
debit pada sistem instalasi air ketika jumlah keran yang
dibuka bervariasi. Pada saat satu keran dibuka, tekanan
air akan sangat tinggi, tetapi saat beberapa keran
dibuka tekanan air akan menurun. Hal ini menjadi
permasalahan pada sistem yang kerjanya dipengaruhi
oleh tekanan seperti pemanas air. Pengendalian
kecepatan pompa dilakukan oleh rangkaian PWM ac
chopper yang dapat mengubah tegangan masukan
sumber yang dicatukan ke motor berdasarkan duty-cycle
PWM dengan umpan balik sensor tekanan. Hasilnya
adalah tekanan keluaran pompa dapat dipertahankan
konstan sesuai dengan set-point sebesar 0,8 kg/cm2.
Namun demikian, debit air yang dihasilkan di setiap
keran tidak konstan. Oleh sebab itu, konsep pengendalian perlu diperbaiki agar dapat menghasilkan debit
yang konstan.
rang dan mengurangi kecepatan motor pompa ketika
tekanan air bertambah. Kecepatan motor dapat disesuaikan dengan mengubah tegangan masukan motor.
Dalam skripsi ini rangkaian VSD yang digunakan
berupa pwm ac chopper. Kelebihan pwm ac chopper
ini adalah arusnya yang kontinu diban-dingkan
pengaturan sudut fasa, tetapi rangkaiannya lebih
sederhana daripada inverter dc-ac. Alat yang dirancang berupa modul add-on, yakni modul yang dapat
langsung dipasang tanpa harus membongkar motor
atau pompa.
II. RANCANGAN PENELITIAN
Pada penelitian ini, kecepatan pompa akan diatur
agar tekanan output pompa sesuai dengan tekanan setpoint. Pengaturan kecepatan dilakukan dengan jalan
mengubah tegangan masukan motor pompa. Perubahan tegangan masukan motor turut mempe-ngaruhi
torsi yang dihasilkan sehingga slip motor induksi akan
berubah seiring dengan perubahan torsi. Untuk itu
dirancang suatu converter yang mengubah sumber
tegangan tetap menjadi tegangan variabel. Converter
tersebut berupa PWM AC Chopper yang akan mencacah gelombang tegangan sumber. Rangkaian ini
dilengkapi dengan snubber agar komponen switching
terlindungi dari tegangan paku yang dihasilkan oleh
beban induktif.
Kata kunci— Tekanan konstan, Motor pompa, pwm ac
chopper
I. PENDAHULUAN
Pompa air adalah salah satu produk teknologi
pendukung ketersediaan air. Kemampuannya untuk
memindahkan air dari satu tempat ke tempat lain
membuatnya sering digunakan di mana-mana. Pompa
menghasilkan tekanan yang dibutuhkan cairan untuk
mengatasi gravitasi, gesekan maupun tekanan sistem
sehingga air dapat dialirkan bahkan dari tempat
bertekanan rendah ke tempat bertekanan tinggi.
Tekanan air menjadi salah satu parameter penting
yang selalu menjadi perhatian penggunanya. Ada
beberapa sistem yang kerjanya dipengaruhi oleh
tekanan air seperti pemanas air rumah tangga. Jika
tekanan air yang masuk ke pemanas air berubah-ubah,
maka suhu air menjadi tidak stabil. Tekanan air harus
dipertahankan konstan agar hal tersebut tidak terjadi.
Perubahan resistansi sistem akibat sejumlah keran
yang dibuka tidak bersamaan akan mempengaruhi
tekanan air di sisi keluaran pompa (discharge).
Semakin banyak keran yang dibuka menyebabkan
semakin kecil tekanan air. Namun, semakin sedikit
keran yang dibuka, tekanan air akan meningkat.
Untuk itu diperlukan suatu alat yang dapat
mempertahankan tekanan agar tetap konstan berapapun jumlah keran yang dibuka. Salah satu caranya
adalah dengan menggunakan VSD (variable speed
drive) untuk mengatur kecepatan motor pompa sesuai
dengan tekanan yang dibutuhkan. VSD akan menambah kecepatan motor pompa ketika tekanan air berku-
A. Pengaturan Tekanan Pompa
Tekanan pompa dapat diatur dengan menggeser
titik kerja pompa. Pergeseran titik kerja tersebut dapat
terjadi di sepanjang kurva karaktersitik pompa
maupun kurva karakteristik sistem bergantung pada
metode yang dilakukan. Ada beberapa cara pengaturan
tekanan output pompa, tetapi yang akan dibahas
terkait dengan penelitian ini adalah throttling dan
pengaturan kecepatan pompa.
Metode throttling adalah mengatur seberapa besar
bukaan keran. Pada gambar 1 terlihat bahwa Besar
kecilnya bukaan keran akan mempengaruhi kemiringan kurva sistem. Hal ini juga berlaku pada sistem
yang melibatkan banyak keran meski setiap bukaan
setiap keran seragam. Jumlah keran yang dibuka
mempengaruhi besarnya resistansi sistem sehingga
kemiringan kurva sistem ikut berubah.
Gambar 1. Pengaruh bukaan keran terhadap tekanan dan debit
1
Hubungan antara head dengan debit pada kurva
sistem ditunjukkan oleh persamaan 1.
𝐻 = 𝑘. 𝑄2
(1)
Agar tekanan dapat dipertahankan konstan berapapun keran yang dibuka, dilakukan pengaturan kecepatan pompa dengan menggunakan VSD. Pada gambar 2
terlihat bahwa perubahan kecepatan pompa menyebabkan kurva pompa bergeser ke atas atau ke bawah
sehingga titik kerja pompa bergeser di sepanjang
kurva sistem
Rumus torsi motor induksi satu fasa jenis
capacitor-run ditunjukkan oleh persamaan 10.
𝑇=
((|𝐼𝑚|2 +|𝑎𝐼𝑎|2 )(𝑅𝑓 −𝑅𝑏)+2𝑎|𝐼𝑚||𝐼𝑎|(𝑅𝑓 +𝑅𝑏) sin(𝜃𝑎−𝜃𝑚))
𝑛𝑠
(10)
C. Pengaturan dengan PWM AC Chopper
PWM ac chopper adalah konsep pengaturan
tegangan ac yang terinspirasi dari dc-dc converter.
Dengan menggunakan komponen switching yang
sama, pwm ac chopper mencacah gelombang sinus
untuk mengubah nilai tegangan dan arus beban.
Mosfet dioperasikan sebagai saklar yang akan dipicu
dengan sinyal pwm pada frekuensi tertentu. Rangkaian
pwm ac chopper dan bentuk gelombang tegangan
bebannya dapat dilihat pada gambar 4, 5 dan 6.
Gambar 1. Kurva pompa dan kurva sistem
Hubungan antara head dengan tekanan ditunjukkan
oleh persamaan 2.
𝑃×2.31
𝐻 = 𝑆𝐺
(2)
Dengan mensubstitusi persamaan 1 ke persamaan
2, didapatkan hubungan antara tekanan dan debit.
𝑘1
𝑃 = 2.31×𝑆𝐺
× 𝑄2
(3)
Menurut hukum afinitas, kecepatan pompa
sebanding dengan debit yang dihasilkan sehingga
persamaannya dapat ditulis sebagai berikut.
𝑁 = 𝑘2 × 𝑄
(4)
Dengan mensubstitusikan persamaan 3 ke persamaan 4, didapatkan hubungan antara tekanan dan
kecepatan putaran pompa.
𝑘1
2
𝑃 = 2.31×𝑆𝐺×𝑘
(5)
2 ×𝑁
Gambar 4. Rangkaian PWM AC Chopper
Gambar 5. Bentuk gelombang tegangan beban resistif
2
𝑃 = 𝑘𝑇 × 𝑁
2
(6)
Gambar 6. Bentuk gelombang tegangan beban resistif-induktif
B. Torsi Motor Induksi Satu Fasa
Hubungan antara kecepatan dan slip ditunjukkan
oleh persamaan 9.
𝑓
𝑛 = 𝑝1 (1 − 𝑠)
1
Sejatinya rangkaian PWM ac chopper terdiri atas
dua transistor daya dimana satu terpasang seri dan satu
lagi paralel terhadap beban. Transistor yang terhubung
seri berfungsi mengatur daya beban sedangkan
transistor paralel menyediakan jalur (freewheeling)
untuk mengalirkan arus motor ketika transistor seri
padam. Jika jalur ini tidak ada maka energi induktif
akan menginduksikan tegangan yang sangat tinggi dan
energi ini didisipasi dalam bentuk panas (percikan
bunga api) pada komponen switching [3].
Sebagai tahap awal penelitian rangkaian PWM AC
Chopper hanya menggunakan satu buah MOSFET.
Untuk menekan tegangan paku dari beban induktif,
MOSFET dilindungi oleh rangkaian snubber yang
berfungsi meredam ggl balik dari beban ketika mosfet
padam.
(9)
Rumus tersebut menunjukkan bahwa kecepatan
dapat diubah melalui:
 Slip (S) : mengubah tegangan masukan.
 Jumlah kutub (2p1) : mengubah belitan stator.
 Frekuensi : frekuensi converter.
Dalam penelitian ini, pengaturan kecepatan motor
induksi dilakukan dengan mengatur tegangan masukan
sementara frekuensi sumber dibiarkan konstan. Saat
tegangan stator dikurangi oleh autotransformer atau
ac voltage controller, slip kritis (Sk) tetap konstan, tapi
torsi berubah terhadap kuadrat tegangan stator seperti
yang terlihat pada gambar 3.
D. Aplikasi Rangkaian Snubber
Rangkaian snubber diperlukan untuk mengurangi
rugi daya dalam transistor selama penyaklaran dan
melindungi komponen dari stress tegangan dan arus
(Hart, 2011). Rangkaian snubber dirancang untuk
memodifikasi bentuk gelombang peralihan sehingga
kerugian daya dapat dikurangi. Prinsip kerjanya
adalah dengan memindahkan energi yang seharusnya
Gambar 3. Kurva torsi terhadap kecepatan untuk tingkat tegangan
yang berbeda
2
diserap oleh komponen switching ke rangkaian
snubber.
Ada dua parameter yang perlu diperhatikan dalam
perancangan snubber, yakni rasio peredaman dan
faktor arus. Nilai rasio peredaman (𝛿 ) dan faktor arus
(𝜒) dapat dicari dengan persamaan 11 dan 12.
𝑅
𝐶
𝐼
𝐿
𝛿 = 2 √𝐿
𝜒 = 𝑉 √𝐶
𝑠
sebagai pwm ac chopper, rangkaian optocoupler
sebagai driver MOSFET dan pemisah antara
rangkaian MOSFET dengan mikrokontroler, serta
mikrokontroler sebagai pemroses algoritma pengendalian kecepatan motor dengan umpan balik dari
sensor tekanan. Sebelum sistem dijalankan, nilai setpoint dimasukkan ke dalam program arduino. Jika
tekanan air lebih dari set-point, mikrokontroler akan
mengurangi duty-cycle PWM sehingga kecepatan
motor berkurang. Sebaliknya, duty-cycle PWM akan
ditambah jika tekanan air kurang dari set-point.
(11)
(12)
McMurray [2] mendesain kurva perancangan
optimum seperti yang terlihat pada gambar 7.
B. Perancangan Rangkaian Optocoupler
Optocoupler yang akan digunakan adalah PC817.
Opto ini digunakan karena memiliki nilai time rise dan
time fall yang kecil, yakni 4 µs dan 3 µs shingga IC
dapat meneruskan sinyal berfrekuensi tinggi.
Tegangan isolasinya mencapai 5000 Vrms Rangkaian
minimum optocoupler dapat dilihat pada gambar 9.
Gambar 7. Parameter snubber optimum
Gambar 9. Rangkaian minimum optocoupler
Langkah-langkah penentuan nilai resistor dan
kapasitor snubber adalah sebagai berikut:
1. Tentukan arus beban I, induktansi beban L dan
tegangan sumber E.
2. Menentukan tegangan puncak transien yang
diizinkan (E1). Lalu, hitung perbadingan tegangan
puncak transien dengan tegangan sumber (E1 ⁄𝐸 ).
3. Dari gambar 7, cari nilai 𝜒0 dan 𝛿0 untuk nilai
(E1 ⁄𝐸 ) yang telah ditetapkan sebelumnya.
4. Hitung nilai resistor dan kapasitor snubber dengan
persamaan 11 dan 12.
C. Perancangan Rangkaian Snubber
Dengan RLC meter, nilai induktansi motor induksi
satu fasa didapatkan sebesar 0,06H. Tegangan rms
sumber adalah 220V dan arus rms beban adalah 1,8A.
Karena bentuk gelombang tegangan dan arus mosfet
hasil penyearahan dioda jembatan tidak rata maka
diambil nilai puncak dari tegangan dan arus untuk
menghitung nilai komponen snubber.
𝐼𝑚 = 𝐼𝑟𝑚𝑠 × √2
𝐼𝑚 = 1,8 × √2
𝐼𝑚 = 2,55 𝐴
III. PERANCANGAN ALAT
A. Blok Diagram Sistem
Blok diagram sistem pengendalian kecepatan
motor pompa air tekanan konstan ditunjukkan oleh
gambar 8.
𝑉𝑚 = 𝑉𝑟𝑚𝑠 × √2
𝑉𝑚 = 220 × √2
𝑉𝑚 = 311 𝑉
Jika tegangan balik yang diizinkan adalah 1,5 kali
tegangan sumber maka besar nilai 𝜒0 dan 𝛿0 menurut
grafik parameter snubber optimum adalah 0,75 dan
0,4. Nilai kapasitor dan resistor snubber dicari dengan
persamaan 10 dan 11.
𝜒=
𝐼
𝐿
√
𝑉𝑠 𝐶
𝐼 2
)
𝜒𝑉𝑠
𝐶 = 𝐿(
2
2,55
)
0,75 ∙ 311
𝐶 = 6.89 × 10−6 𝐹
𝐶 = 0,06 (
Gambar 8. diagram sistem pengendalian kecepatan motor pompa air
tekanan konstan
𝛿= √
Sistem pengendalian kecepatan motor pompa air
tekanan konstan terdiri atas rangkaian MOSFET
𝑅 = 2𝛿√
𝑅
2
3
𝐶
𝐿
𝐿
𝐶
𝑅 = 2 × 0,4√
pressure gauge menunjukkan tekanan yang
diinginkan.
Diagram alir program Arduino Uno dapat dilihat
pada gambar 11.
0,06
6.89×10−6
𝑅 = 74.64Ω
Sesuai dengan komponen yang ada di pasaran,
nilai resistor dan kapasitor snubber yang dipakai
adalah 4,7µF dan 60Ω.
Dengan cara yang sama, perancangan snubber
untuk beban motor pompa dimulai dengan tegangan
sumber, arus beban dan induktansi motor pompa.
Dengan RLC meter, nilai induktansi motor pompa
didapatkan sebesar 0,03H. Tegangan nominal motor
adalah 220V dan arus nominal adalah 0.98A.
𝐼𝑚 = 𝐼𝑟𝑚𝑠 × √2
𝐼𝑚 = 0.98 × √2
𝐼𝑚 = 1.4 𝐴
𝑉𝑚 = 𝑉𝑟𝑚𝑠 × √2
𝑉𝑚 = 220 × √2
𝑉𝑚 = 311 𝑉
Dengan langkah yang sama, nilai kapasitor dan
resistor snubber dicari melalui persamaan 11 dan 12.
Gambar 11. Diagram alir program Arduino Uno
𝐼 2
)
𝜒𝑉𝑠
𝐶 = 𝐿(
IV. PENGUJIAN DAN ANALISIS DATA
A. Pengujian Sensor Tekanan
Pengujian ini bertujuan melihat besarnya tegangan
yang dihasilkan sensor saat merasakan tekanan.
Tegangan yang dihasilkan sensor akan disetarakan
dengan tekanan yang tertera pada pressure gauge.
Hasil pengujian sensor tekanan dapat dilihat pada
tabel 1. Dan gambar 11.
2
1.4
𝐶 = 0,03 (
)
0,75 ∙ 311
𝐶 = 1.08 × 10−6 𝐹
𝑅 = 2𝛿√
𝐿
𝐶
𝑅 = 2 × 0,4√
0,03
1.08×10−6
𝑅 = 133.28Ω
Tabel 1. Hasil pengujian sensor tekanan
Tekanan Air
Tegangan
Bit
(psi)
(Volt)
Mikrokontroler
6
0.75
168
7
0.8
182
9
0.95
214
10
1
225
12
1.15
254
13
1.2
268
15
1.35
294
16
1.4
310
17
1.5
325
19
1.6
353
20
1.7
369
22
1.8
399
23
1.9
410
25
2
437
Pengujian
ke1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
Sesuai dengan komponen yang ada di pasaran,
nilai resistor dan kapasitor snubber yang dipakai
adalah 1.36µF dan 132Ω.
D. Perancangan Rangkaian Daya
Mosfet hanya dapat bekerja pada tegangan dan
arus searah sehingga memerlukan diode penyearah
untuk menyearahkan tegangan dan arus yang masuk
ke mosfet. Kombinasi diode penyearah dan mosfet
disebut juga bilateral switch atau saklar dua arah.
MOSFET yang akan digunakan adalah IRF740
dengan spesifikasi VDS sebesar 400V dan arus drain
sebesar 10A.
Tegangan (Volt)
2.5
Gambar 10. Rangkaian minimum optocoupler
2
1.5
1
0.5
0
E. Perancangan Program Arduino Uno
Hal pertama yang harus dilakukan adalah memasukkan set-point pada program Arduino Uno sebelum
sistem dijalankan. Set-point tersebut berupa bit yang
terbaca mikrokontroler dari sensor tekanan saat
5
10
15
20
25
Tekanan (PSI)
Gambar 12. Grafik tekanan air terhadap tegangan yang dihasilkan
sensor
4
Hasil pengujian menunjukkan tegangan yang dihasilkan sensor tekanan linier terhadap tekanan air
dengan rata-rata perubahan tegangan sebesar 0,1
volt/psi.
VL
B. Pengujian Rangkaian Pemicuan
Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui apakah
mikrokontroler dan rangkaian driver dapat menghasilkan sinyal PWM untuk memicu mosfet. Mikrokontroler diprogram untuk menghasilkan pwm dengan
frekuensi tertentu dan duty cycle diatur dengan potensiometer. Hasil pengujian sensor tekanan dapat dilihat
pada tabel 2 dan gambar 13.
IL
Gambar 14. Bentuk gelombang tegangan dan arus pada lampu
D = 70%, 2 V/div, 100 mV/div, 2.5 ms/div
Berdasarkan Tabel 3 terlihat bahwa semakin kecil
duty-cycle PWM maka semakin kecil pula tegangan
dan arus beban. Semakin lebar daerah yang tercacah
sehingga tegangan dan arus rata-ratanya menjadi
berkurang. Gambar 14 menunjukkan hasil pencacahan
gelombang tegangan dan arus dengan frekuensi
switching 7kHz.
Tabel 2. Hasil pengujian PWM keluaran Mikrokontroler dan
Optocoupler
Keluaran Mikrokontroler
Keluaran Optocoupler
Ton
Toff
Ton
Toff
Error
D
D
(µs)
(µs)
(µs)
(µs)
(%)
100
900
10
100
900
10
0
200
800
20
200
800
20
0
300
700
30
300
700
30
0
400
600
40
400
600
40
0
500
500
50
500
500
50
0
600
400
60
600
400
60
0
700
300
70
700
300
70
0
800
200
80
800
200
80
0
900
100
90
900
100
90
0
Tabel 4. Hasil pengukuran beban motor induksi satu fasa ¼ HP
VL
IL
Gambar 13. Sinyal PWM keluaran Mikrokontroler dan
rangkaian optocoupler
Bentuk gelombang pwm keluaran mikrokontroler
sama dengan bentuk gelombang pwm keluaran
optocoupler tetapi saling berkebalikan. Hal ini
disebabkan pada rangkaian optocoupler terdapat
rangkaian transistor sebagai pull-up yang membalik
logika high menjadi low dan sebaliknya. PWM
keluaran optocoupler tetap berupa sinyal kotak dengan
duty-cycle yang sama dengan PWM keluaran
mikrokontroler.
Gambar 15. Bentuk gelombang tegangan dan arus pada motor
induksi satu fasa ¼ HP
D = 70%, 2 V/div, 500 mV/div, 5 ms/div
Tabel 4 juga menunjukkan semakin kecil duty-cycle
PWM maka tegangan dan arus beban berkurang. Data
cos phi dipergunakan untuk menghitung impedansi
motor. Setelah mendapatkan nilai impedansi, nilai
resistansi dan induktansi motor dihitung agar dapat
digunakan dalam simulasi. Bentuk gelombang tegangan dan arus beban motor pada gambar 15 memperlihatkan bahwa rangkaian snubber mampu menekan
tegangan paku hingga kurang dari tegangan masukan
maksimum, yakni 311 Volt.
C. Pengujian Snubber dan Mosfet
Pengujian ini dimaksudkan untuk mengetahui
apakah MOSFET dapat berfungsi mencacah bentuk
gelombang tegangan. Selain itu dapat dilihat pula
apakah snubber dapat mengamankan mosfet dari
tegangan paku.
Tabel 5. Hasil pengukuran beban motor pompa
Tabel 3. Hasil pengukuran beban lampu
5
maksimal 0,2 kg/cm2. Grafik secara teori sejalan
dengan grafik hasil pengujian.
VL
Tabel 6. Data sebelum pemasangan alat kontrol
IL
Gambar 16. Bentuk gelombang tegangan dan arus pada beban motor
pompa D = 70%, 2 V/div, 200 mV/div, 2.5 ms/div
Tabel 7. Data sesudah pemasangan alat kontrol
Sama seperti data sebelumnya, PWM AC Chopper,
tabel 5 menunjukkan bahwa rangkaian PWM AC
Chopper dapat membuat tegangan dan arus variabel
sesuai dengan duty-cycle PWM. Arus beban motor
memiliki bentuk yang lebih sinus dibandingkan
dengan arus beban resistif.
D. Pengujian Sistem Keseluruhan
Pengujian ini bertujuan mengetahui apakah sistem
pengendalian kecepatan motor pompa air tekanan
konstan dapat bekerja dengan baik.
Pada tabel 6 terlihat bahwa tekanan yang dihasilkan pompa semakin kecil ketika semakin banyak
keran yang dibuka. Hal itu disebabkan semakin
besarnya tahanan yang diberikan oleh sistem terhadap
pompa.
Setelah alat kontrol dipasang, tekanan air dapat
disesuaikan dengan set-point, yakni 0,8 kg/cm2 saat
satu keran hingga dua keran dibuka. Saat keran ketiga
dibuka, kecepatan motor pompa telah mencapai
nominal sehingga tidak dapat lagi menaikkan tekanan.
IV. KESIMPULAN
Kesimpulan yang dapat diambil dari penelitian ini
adalah sebagai berikut:
1) Dengan sistem pengendalian kecepatan motor,
pompa air dapat menghasilkan tekanan konstan.
Tekanan dapat dipertahankan sesuai dengan setpoint sebesar 0,8 kg/cm2 saat satu keran dibuka
hingga tiga keran dibuka. Setelah lebih dari tiga
keran dibuka, tekanan air menurun. Hal ini
disebabkan karena tegangan dan kecepatan motor
telah mencapai nominal. Sistem ini cukup untuk
digunakan pada instalasi pipa dengan 5 keran.
2) Debit air di setiap keran tidak konstan meski
tekanan air yang dihasilkan pompa telah dipertahankan konstan. Konfigurasi keran serial menyebabkan semakin jauh jarak keran dari pompa,
debit air akan semakin kecil. Hal ini disebabkan
karena adanya rugi-rugi di setiap keran.
3) PWM ac chopper mampu mengendalikan kecepatan motor lewat pengaturan tegangan. PWM
ac chopper dapat menghasilkan tegangan yang
bervariasi dengan mengatur duty-cycle PWM.
Perubahan tegangan masukan motor menyebabkan perubahan torsi motor. Berdasarkan kurva
torsi-slip, perubahan torsi motor menyebabkan
titik potong torsi motor dan torsi beban bergeser
di sepanjang kurva torsi beban. Dari pergeseran
titik potong tersebut, kecepatan motor berubah.
Namun, rentang kecepatan yang bisa diatur sangat
sempit sehingga rentang pengaturan tekanan yang
bisa dicapai juga sempit.
Gambar 17. Grafik tegangan terhadap kecepatan motor pompa
Grafik pada gambar 17 menunjukkan bahwa
semakin kecil tegangan masukan maka kecepatan
akan semakin menurun. Kecepatan saat tegangan
nominal adalah 2905 rpm sedangkan kecepatan paling
kecil yang bisa dicapai adalah 2850 rpm pada
tegangan 150 volt. Di bawah tegangan tersebut motor
tidak dapat berputar karena torsi yang dihasilkan
kurang dari torsi beban. Hal ini dibuktikan oleh
perhitungan secara teori dimana kedua grafik tersebut
sejalan.
Gambar 18. Grafik kalibrasi tekanan output terhadap kecepatan
pompa
Pada grafik 18 dapat dilihat bentuk grafik teori
yang sejalan dengan grafik pengujian. Grafik teori
diplot berdasarkan tiga nilai konstanta Kt yang
didapatkan dari hasil pengujian. Data yang digunakan
adalah tekanan terbesar, tekanan terkecil dan tekanan
rata-rata. Selisih tekanan yang bisa dicapai adalah
6
DAFTAR PUSTAKA
[1] Hart, D. W. (2011). Power Electronics. New
York: McGraw-Hill.
[2] McMurray, W. (1972). Optimum Snubber for
Power Semiconductors. IEEE Transactional on
Industry Application , 593-600.
[3] Rashid, M. H. (2004). Power Electronics
Circuits, Devices and Applications. New Jersey:
Pearson Education.
[4] Zuhal. (1989). Dasar Tenaga Listrik. Bandung:
Penerbit ITB.
7